понедельник, 23 декабря 2019 г.

Энергия магнитного поля тока

Ответ #1:

 

Когда мы подключаем цепь, содержащую катушку, к источнику тока, то в ней не мгновенно устанавливается значение тока. Из-за явления самоиндукции ток нарастает постепенно. Точно также, при отключении источника ток в ней затухает постепенно. Это говорит о том, что в катушке при ее подключении к источнику накапливается энергия, которая затем, при отключении источника, высвобождается. Эта энергия называется магнитной энергией тока.

 

Магнитная энергия тока или энергия магнитного поля тока равняется половине произведения индуктивности контура на квадрат силы тока:

Энергия магнитного поля тока

 

Плотностью энергии магнитного поля называется величина, равная энергии единичного объема поля:

Энергия магнитного поля тока

Плотность энергии магнитного поля можно выразить через индукцию поля:

Энергия магнитного поля тока

 

Пример-задача

Электрическая цепь состоит из источника питания с ЭДС 12 В, сопротивления 8 Ом и катушки индуктивностью 0,2 Гн. Какое количество теплоты выделится на сопротивлении после отключения источника тока? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

Дано: ε = 12 В, R = 8 Ом, L = 0,2 Гн

Найти:Энергия магнитного поля тока

 

Решение:

Ток, текущий в цепи до отключения, по закону Ома равен

Энергия магнитного поля тока

Энергия, запасенная в катушке:

Энергия магнитного поля тока

После отключения источника вся энергия, запасенная в катушке, постепенно перейдет в теплоту, выделившуюся на сопротивлении:

Энергия магнитного поля тока

 

Ответ: 0,225 Дж.